1 引言

1.1 研究背景与意义

FSAE（Formula SAE）是由国际汽车工程师学会（前身为美国汽车工程师学会）举办的 一项设计竞赛，其宗旨在于由各大学车队的本科生和研究生构想、设计、制造、开发并完成 一辆小型方程式赛车并参加比赛[1]。随着比赛影响规模的逐渐扩大,已经发展成为包含燃油组 及电动组两大比赛分支的国际性赛事。

参赛学生需要将所学的理论知识合理地运用于实践中。通过团队协作，发挥创造力及想 象力，按照良好的工程实践惯例。参赛车辆将在一系列的静态和动态项目中进行测评,其中 包括:技术检查、成本与制造分析、营销报告、赛车设计、单项性能测试和良好的赛道耐久 性。动态项目通过计分来评定赛车的表现。每个动态项目都指定了性能下限,并在得分的计 算公式中得以反映[2]。表1为各项目分数。

表1  各项目分值表

项目分类 内容 分值

静态项目 设计报告 150

成本报告 100

营销报告 75

动态项目 75m直线加速 75

8字绕环 50

高速避障 150

耐久测试 300

燃油经济性测试 100

总分 1000

与传统学生竞赛不同，作为一项工程创新设计竞赛，比赛本身难度很高，但对于提高学 生的设计、制造能力、团队合作能力有不可替代的重要意义，学生在比赛中得到的工程实践 训练、解决实际工程问题的能力是传统教学很难提供的，因此FSAE也逐渐成为高校学科交 流建设，企业发掘培养人才的重要平台。论文网

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2  国内研究现状

1.2.3 本课题需解决的问题及采用的方法

根据2015年参赛经验及试验，对2015年赛车出现的故障及问题进行总结后，拟解决的问 题包括以下几个方面。

（1）对赛车各总成根据比赛规则进行合理布置，避免部件运动干涉；

（2）解决赛车制动工况四轮不能同时抱死的问题；

（3）整车尽量轻便，整车整备质量控制在220kg以内；

（4）赛车原地起步加速行驶75m所用时间不超过4.2s。 采用的方法包括：

（1）通过对赛车的总体参数进行研究分析，完成赛车总体设计与总布置图的绘制；

（2）使用CATIA软件进行三维装配，完成赛车的人机校核及部件干涉校核；

（3）使用ADAMS/Car进行赛车虚拟样机仿真，验证整车性能。

2 整车总布置设计

2.1 赛车型式与总体参数设计

2.1.1 赛车型式选择

赛车是汽车的一种，而汽车形式是指轴数、驱动形式、布置形式、以及车身的形式。由 于赛车型式对整车外形及尺寸、性能、质量、轴荷分配、生产制造都有很大影响。因此，在 确定赛车型式时要综合考虑以上因素。

驱动形式选择：驱动形式主要分为4×2、4×4、6×6等，其中第一个数值表示汽车车轮的 总数，第二个数值表示驱动轮的数量。由于规则规定赛车车轮总数为4，同时4×2的驱动形式 与4×4的驱动形式相比较，具有结构简单、整备质量轻、传动效率高、制造维修成本低的特 点。因此赛车采用4×2驱动形式。